Q&A:filter-量化时为何乘以2^Q-1,为何要-1?

Q:

杜老师您好,在您的数字滤波器的MATLAB与FPGA实现(Altera版)书中的7.4节自适应均衡器的FPGA实现里面,对应的二进制输入测试数据MATALAB程序E7_3_EqualizerSigProduce.m中,

   Q_r=round(s*(2^(Q-1)-1));    

   B_si=dec2bin(Q_r(k)+(Q_r(k)<0)*2^Q,Q);

学生困惑的是上面两个转换的过程和书中3.1.2节,63页讲到的将十进制转换成补码形式的二进制数的表达式对应不上:

  dec2bin(round(D*2^(B-1))+2^B*(D<0),B)

想问一下Q_r=round(s*(2^(Q-1)-1)); 中为什么"s*(2^(Q-1)"后面会多一个“-1”?按照书中3.1.2节的公式应该是没有的

A:

这是根据量化位宽和二进制补码表示的数据范围来设计定的。如11比特二进制补码数,表示的数据范围是-1024~1023。因此在量化时对个实数序列量化为11比特时,要先对这个序列归一化,而后乘以1023(2^(11-1)-1),这样得到的数据在-1023~1023之间,就要以用11比特表示。如果乘以1024(2^(11-1)),则得到的数据范围为-1024~1024,这就需要用12比特来表示了。

祝愉快!

杜勇

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